Hastelloy-Werkstoffsorten: Eigenschaften, Preise, chemische Zusammensetzungen

Hastelloy-Legierungen sind eine Familie von korrosionsbeständigen Superlegierungen auf Nickelbasis, die für die härtesten chemischen und Hochtemperaturumgebungen entwickelt wurden. Für die meisten Anwendungen in der chemischen Verarbeitung und für Anwendungen mit hohem Chlorgehalt, Hastelloy C-276 und C-22 sind nach wie vor die erste Wahl, da sie eine breite Beständigkeit gegen oxidierende und reduzierende Medien mit zuverlässiger Schweißbarkeit verbinden; Hastelloy B-2 wird bevorzugt in stark Reduzierung saure Umgebungen (z. B. konzentrierte Salzsäure); und Hastelloy X und N werden dort eingesetzt, wo es auf Hochtemperaturfestigkeit und Oxidationsbeständigkeit ankommt. Bei der Auswahl einer Hastelloy-Sorte müssen die Legierungschemie und die Form (Bleche, Stangen, Rohre, Schweißzusatzwerkstoffe) auf die Flüssigkeit, die Temperatur und die mechanische Belastung abgestimmt werden - diese einzige Entscheidung bestimmt in der Regel die langfristige Leistung und die gesamten Lebenszykluskosten.

Wie Hastelloys benannt und gruppiert werden (Kurzanleitung)

• "Hastelloy" ist ein Handelsname, der ursprünglich mit den von Haynes entwickelten Nickellegierungen in Verbindung gebracht wurde; die Familie umfasst Dutzende von Sorten, die mit Buchstaben und Zahlen bezeichnet werden (C-276, C-22, B-2, X, N, G-30, G-35 usw.). Haynes und andere Hersteller geben die UNS-Standardbezeichnungen an (zum Beispiel C-276 = UNS N10276, C-22 = UNS N06022, B-2 = UNS N10665).

• Zwei praktische Gruppierungen, die bei der Auswahl von Ingenieuren verwendet werden:

  1. Hohe Korrosionsbeständigkeit (wässrig) - z.B. C-276, C-22, G-30/G-35.

  2. Beständigkeit gegen stark reduzierende Säuren (wenig oder kein Cr) - z.B., B-2.

  3. Hochtemperatur-Legierungen - z. B. X, N (ausgelegt für Oxidations- und Kriechbeständigkeit).

Welche Sorten von Hastelloy gibt es?

(Diese Tabelle ist eine komprimierte Auswahl; es gibt viele weitere Hastelloy-Varianten für Nischenanwendungen).

Repräsentative chemische Zusammensetzungen (nominal)

Nachstehend sind nominal Zusammensetzungen für die am häufigsten spezifizierten Hastelloy-Sorten. Verwenden Sie die Datenblätter der Hersteller für die endgültigen Beschaffungsspezifikationen und Toleranzbereiche.

Hastelloy C-276 (UNS N10276) - Nennwert (Gew.%)

Hastelloy C-22 (UNS N06022) - Nennwert (Gew.%)

Hastelloy B-2 (UNS N10665) - Nennwert (Gew.%)

Hastelloy X (UNS N06002) - nominelle Merkmale

Hastelloy N (UNS N10003) und G-35 (UNS N06035)

Nominale chemische Zusammensetzungen für N und G-35 sind bei Haynes erhältlich; G-35 ist hoch-Cr (~33%) mit Mo ~8%; N ist Ni-Mo-Cr, das für den Einsatz in Salzschmelzen zugeschnitten ist.

Anmerkung: Die oben genannten Nennwerte sind für eine schnelle Spezifikation. Die Endabnahme muss sich auf das Lieferantenzertifikat (Werksprüfbericht / MTR) und die ASTM/EN-Einkaufsspezifikationen (z. B. ASTM B-575/B-622 für C-276-Rohre/Platten) beziehen.

Was ist der Unterschied zwischen Hastelloy B und C?

• Hastelloy B (z.B. B-2) ist eine Nickel-Molybdän Legierung mit sehr niedrigem Chromgehalt. Sie ist entwickelt worden für stark reduzierend Säuren (vor allem Salzsäure) und widersteht Chloridangriffen in nicht oxidierenden Umgebungen.

• Hastelloy C (z. B. C-276, C-22) sind Nickel-Chrom-Molybdän (±Wolfram) Legierungen mit hohem Chromanteil. Sie sind konzipiert für Breitspektrum-Resistenzeinschließlich oxidierend und Reduzierung Medien, und sie sind wesentlich widerstandsfähiger gegen Lochfraß, Spaltkorrosion und Spannungsrisskorrosion in chloridhaltigen/oxidierenden Umgebungen.

Vergleichstabelle

Praktische Auswahlregeln

• Wenn der Dienst Folgendes umfasst Oxidationsmittel (Eisensalze, Salpetersäure, Chlor oder sauerstoffhaltige Chloride) wählen Sie eine C Qualität (C-22 oder C-276).

• Wenn der Dienst stark reduzierend (konzentrierte HCl, bestimmte chloridfreie Reduktionsmittel), dann B-2 ist oft die richtige Wahl.

• Für unsichere oder gemischte Umgebungen sind C-276 (breite Beständigkeit) oder C-22 (hohe Lochfraßbeständigkeit) in der Regel die sicherere Wahl.

Typische mechanische und physikalische Eigenschaften (praktische Zahlen)

Nachstehend sind repräsentative Eigenschaftsbereiche im geglühten oder lösungsbehandelten Zustand aufgeführt. Bestätigen Sie immer die genaue Produktform.

• Die Dichte: ~8,9 g/cm³ für viele Ni-Mo-Cr-Hastelloys (variiert leicht je nach Sorte).

• Zugfestigkeit (geglüht): im Allgemeinen ~650-900 MPa je nach Sorte und Wärmebehandlung (Hastelloy X bei erhöhter Temperatur ist stärker).

• Ausbeute (0,2% Offset): typischerweise 200-500 MPa im geglühten Zustand (abhängig von Sorte und Temperatur).

• Maximale Dauerbetriebstemperatur: für Korrosionssorten (C-276/C-22/B-2) typischerweise bis zu ~800-900°F (430-480°C) für kurze Zeit; Hochtemperaturlegierungen (X) halten die Festigkeit weit über 1000°F (538°C).

(Da die mechanischen Daten je nach Produktform, Dicke und Wärmebehandlung variieren, sind für die Auslegung die Tabellen des Herstellers heranzuziehen).

Hinweise zur Fertigung und zum Schweißen - was ein Ingenieur wissen muss

• Schweißeignung: Die meisten Hastelloys (C-276, C-22, B-2, G-30/G-35) lassen sich mit geeigneten Schweißzusätzen auf Nickelbasis leicht schweißen; C-276 wurde in der Vergangenheit wegen seiner Schweißbarkeit (niedriger C-Gehalt, niedriger Si-Gehalt) gewählt, die intermetallische Ausscheidungen reduziert. Die Anforderungen an die Wärmebehandlung vor und nach dem Schweißen sind den Haynes-Schweißrichtlinien zu entnehmen.

• Bearbeitbarkeit: Hastelloys sind wegen des hohen Nickel- und Molybdängehalts schwieriger zu bearbeiten als rostfreie Stähle; verwenden Sie starre Werkzeuge, reduzierte Geschwindigkeiten und ausreichende Kühlmittel.

• Formgebung: Kalt- und Warmumformung sind möglich, aber in der Regel ist eine Glüh-/Lösungswärmebehandlung erforderlich, um die Duktilität und Korrosionsbeständigkeit nach einer schweren Bearbeitung wiederherzustellen.

Momentaufnahme der Preise 2025 - globaler Vergleich (praktische Bereiche)

Die Preise für Hastelloy sind schwankend und hängen von der Legierung, der Produktform (Stab, Platte, Rohr), der Menge und den Lieferbedingungen (EXW/FOB/DEL) ab. Unten ist eine bezogen 2025 Momentaufnahme auf der Grundlage regionaler Marktindizes und Preislisten von Lieferanten (die Spannen sind Richtwerte und dienen nur der Budgetierung).

Wichtige Vorbehalte:

1. Der Chemanalyst-Index ist ein zuverlässiger Marktindikator (Q1 2025 C-276 Nordamerika ~USD 51.940/MT). Die Web-Listen der Lieferanten auf B2B-Marktplätzen zeigen häufig Werbung oder Kleinserienpreise, die Zertifizierung, Prüfung, Bearbeitung, Exportkontrollen und Fracht ausschließen - rechnen Sie damit, dass geliefertes, zertifiziertes Material mehr kostet.

2. Die Preise unterscheiden sich je nach Produktform: Bleche vs. Rundstahl vs. nahtlose Rohre vs. geschweißte Rohre; für nahtlose Rohre und zertifizierte Schmiedestücke werden höhere Preise verlangt.

Auswahl des richtigen Hastelloy - praktischer Entscheidungsablauf

1. Definieren Sie die Serviceumgebung: oxidierend oder reduzierend? Vorhandensein von Chloriden? Fluoridsalzen? Temperatur?

2. Karte zur Chemie: Wenn oxidierend + Chloride → C-22 (höheres Cr). Wenn gemischte/unsichere Medien oder breite Beständigkeit erforderlich → C-276. Bei stark reduzierenden Säuren (HCl) → B-2. Bei geschmolzenen Fluoridsalzen oder Reaktorumgebung → N. Bei Hochtemperatur-Strukturaufgaben → X.

3. Entscheiden Sie über den FertigungsbedarfErforderliches Schweißen, Wärmebehandlung nach dem Schweißen und Verfügbarkeit von zertifizierten Formularen.

4. Beschaffung mit MTR und Rückverfolgbarkeit: Verlangen Sie immer einen Bericht über die Werksprüfung und die Konformität mit ASTM/EN-Normen (z. B. ASTM B-575/B-622 für Platten/Rohre).

Ökologische und regulatorische Überlegungen

• Bei drucktragenden Bauteilen sind die geltenden Vorschriften (ASME, PED) zu befolgen und qualifizierte Schweißverfahren und zerstörungsfreie Prüfungen vorzusehen. Die Substitution von Werkstoffen muss durch Korrosionstests oder durch Bezugnahme auf Isokorrosionsdiagramme des Herstellers bei aggressivem Betrieb validiert werden.

• Einige Hastelloy-Typen (z. B. solche mit hohem Kobaltgehalt) können in Europa Rückverfolgbarkeits- bzw. REACH-Bedenken hervorrufen - prüfen Sie die Einhaltung der Vorschriften für den Zielmarkt.

Häufig gestellte Fragen

1. Welcher Hastelloy eignet sich am besten für den Einsatz in chloridreichem Meerwasser?
   Für den Einsatz in chloridhaltigen Wässern sind C-22 und C-276 die besten Kandidaten; C-22 hat aufgrund seines höheren Chromgehalts in der Regel eine bessere Beständigkeit gegen Lochfraß und Spaltkorrosion. Prüfen Sie immer mit spezifischen Wasserchemietests.

2. Kann Hastelloy B-2 in Salpetersäure verwendet werden?
   Nein. B-2 eignet sich hervorragend zur Reduktion von Säuren wie HCl, ist aber nicht bestimmt für oxidierende Säuren (Salpetersäure). Verwenden Sie Hastelloys mit hohem Kupfergehalt (G-35/C-22) für salpetrige Umgebungen.

3. Ist Hastelloy C-276 ohne Wärmebehandlung nach dem Schweißen schweißbar?
   Für die meisten Standardanwendungen in der chemischen Verarbeitung kann C-276 aufgrund seines geringen Kohlenstoffgehalts im geschweißten Zustand verwendet werden; für kritische Anwendungen sind die Schweißanweisungen des Lieferanten zu beachten.

4. Wie viel teurer ist Hastelloy im Vergleich zu Edelstahl 316L?
   Je nach Form und Region ist Hastelloy C-276 im Jahr 2025 wegen des hohen Nickel-/Molybdängehalts und des geringeren weltweiten Angebots in der Regel eine Größenordnung oder mehr pro kg teurer als 316L; die genauen Multiplikatoren hängen von den Marktbedingungen und der Produktform ab.

5. Sind Hastelloys immun gegen Korrosion?
   Kein Metall ist universell immun. Hastelloys bieten eine außergewöhnlich hohe Beständigkeit, aber bestimmte Medien und Temperaturen (z. B. Oxidationsmittel mit bestimmten Verunreinigungen) können selbst diese Legierungen angreifen. Verwenden Sie Isokorrosionsdaten und Feldversuche für kritische Dienstleistungen.

6. Welche Normen gelten für Hastelloy-Produkte?
   Zu den gängigen Normen gehören ASTM-Spezifikationen (Platten, Bleche, Stäbe, Rohre) wie ASTM B-575, B-622 (C-276) und verschiedene UNS/EN-Bezeichnungen. Geben Sie bei Bestellungen immer die genauen UNS- und ASTM/EN-Normen an.

7. Gibt es ein billiges "Äquivalent" zu Hastelloy?
   Für bestimmte Umgebungen gibt es Alternativen (z. B. Duplex-/superaustenitische nichtrostende Stähle, andere Ni-Legierungen), die jedoch häufig in einer Leistungsachse nachteilig sind. Bei schwierigen chemischen Bedingungen rechtfertigen die Leistung und die Lebenszykluskosten von Hastelloy in der Regel den Aufpreis.

8. Wie sollte ich für Hastelloy im Jahr 2025 planen?
   Verwenden Sie Marktindizes (z. B. Chemanalyst) als Benchmark; rechnen Sie mit regionalen Spannen und Aufschlägen für zertifizierte, bearbeitete oder geschweißte Komponenten. Planen Sie für C-276 im 1. Quartal 2025 etwa 50-90 USD/kg in Nordamerika und mehr für Fertigteile ein. Fordern Sie immer formelle Angebote an.

Praktische Checkliste für die Beschaffung

• Genaue Angabe UNS (z. B. N10276) und ASTM/EN-Norm.

• Anfrage MTR, Wärmebehandlungsprotokoll und Frästoleranzen.

• Klären Sie die Produktform (Platte, Stange, nahtloses Rohr) und die Abmessungen.

• Verlangen Sie eine Spezifikation des Schweißens/Zusatzwerkstoffs und ein Schweißverfahren, wenn die Lieferung Schweißnähte enthält.

• Planen Sie die Vorlaufzeit ein - Hastelloy-Sorten haben wegen der begrenzten Walzwerkskapazität häufig längere Vorlaufzeiten als Edelstahl.

Schlussbemerkungen (praktische Hinweise für Ingenieure)

Hastelloy-Legierungen sind hochwertige Lösungen auf Nickelbasis für korrosive und/oder Hochtemperaturprobleme. Die Wahl der richtigen Sorte hängt von der Chemie, der Temperatur und der mechanischen Beanspruchung ab. Nutzen Sie im Zweifelsfall die Isokorrosionsdaten des Herstellers, validierte Labortests sowie sichere MTRs und zertifizierte Lieferketten, um kostspielige Ausfälle zu vermeiden. Die Marktpreise im Jahr 2025 weisen regionale Streuungen und formabhängige Aufschläge auf - betrachten Sie Preisschätzungen als vorläufig, bis Sie ein offizielles Angebot eines Werks/Händlers erhalten.

Maßgebliche Referenzen

• Hastelloy - Wikipedia
• HASTELLOY®-Legierung C-22 - ASM Alloy Digest